[發明專利]量子計算方法及設備

在審

• 申請號: 202010039098.7
• 申請日: 2020-01-14
• 公開（公告）號: CN113191499A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 劉寶杰;翁文康;崔江煜
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00
• 代理公司: 北京三高永信知識產權代理有限責任公司 11138
• 代理人: 顏晶

本申請公開了一種量子計算方法及設備，屬于量子計算技術領域。根據該方法，在確定執行量子計算需要使用的一個或多個量子門后，可以根據一個或多個量子門以及設置的執行量子計算的條件確定驅動脈沖的脈沖參數，該條件包括驅動脈沖的相位在量子計算過程中隨量子比特的演化時長發生變化。在獲得脈沖參數后，可以根據脈沖參數，生成驅動脈沖，并在驅動脈沖的作用下執行量子計算。本申請可以減小噪聲對量子計算過程的影響。

技術領域

本申請涉及量子計算技術領域，特別涉及一種量子計算方法及設備。

背景技術

量子計算是通過將量子門(quantum gate，也稱量子邏輯門)作用在量子比特上，使得量子比特的量子態發生變化的過程。其中，量子門是對量子比特在量子計算過程中受控演化過程的數學描述。且量子門對量子比特的作用可以使用代表量子門的矩陣與代表量子比特的初始狀態的向量的乘積表示。

相關技術中，通常采用絕熱量子計算技術進行量子計算。在使用絕熱量子計算技術進行量子計算時，需要保證計算過程中的絕熱條件，以保證計算過程的有效進行。

但是，該絕熱條件會導致計算時長較長，進而導致計算過程較易受到噪聲的影響。

發明內容

本申請提供了一種量子計算方法及設備，可以解決目前量子計算的計算過程較易受到噪聲的影響的問題。

第一方面，提供了一種量子計算方法，該方法包括：確定執行量子計算需要使用的一個或多個量子門；根據一個或多個量子門以及設置的執行量子計算的條件確定驅動脈沖的脈沖參數，該條件包括驅動脈沖的相位在量子計算過程中隨量子比特的演化時長發生變化；根據脈沖參數，生成驅動脈沖；在驅動脈沖的作用下執行量子計算。其中，量子比特的演化時長包括在量子計算過程中從量子比特演化的起始時刻到任一演化時刻的時長，該任一演化時刻包括從量子比特演化的起始時刻到量子比特演化的終止時刻中的任意一個演化時刻。

本申請實施例提供的量子計算方法，通過確定量子計算需要使用的一個或多個量子門，根據該一個或多個量子門以及預先設置的執行量子計算的條件確定驅動脈沖的脈沖參數，并根據該脈沖參數，生成驅動脈沖，再在驅動脈沖的作用下執行量子計算。其中，該條件包括驅動脈沖的相位在量子計算過程中隨量子比特的演化時長發生變化。由于量子比特的演化路徑由驅動脈沖決定，當驅動脈沖的相位隨演化時長變化時，能夠通過該驅動脈沖的相位優化量子比特的演化路徑，達到縮短演化總時長的目的。相應的，當量子計算的演化總時長越短，量子計算過程受噪聲影響的幾率越小，因此，當驅動脈沖的相位隨時間變化時，相較于演化時長恒定的相關技術，能夠減小噪聲對量子計算過程的影響，提高量子計算的魯棒性。

在本申請實施例中，為保證量子計算的計算時間盡量短，可以使驅動脈沖的相位在量子計算過程中隨量子比特的演化時長發生變化，以使用驅動脈沖的相位優化量子比特的演化路徑，達到縮短演化總時長的目的。并且，在對演化路徑進行優化時，可以針對量子計算所要解決的具體量子問題進行優化，且量子計算過程中的量子問題可以通過一個或多個量子門實現，而量子門可以使用量子門作用在量子比特上，使量子比特產生的整體相位表示，相應的，該條件的另一種表達方式可以為：驅動脈沖的相位隨解決量子問題時，量子門使量子比特所產生的整體相位發生變化。

也即是，根據一個或多個量子門以及設置的執行量子計算的條件確定驅動脈沖的脈沖參數的實現過程，可以包括：確定該一個或多個量子門作用在量子比特上，使量子比特產生的整體相位；根據一個或多個量子門使量子比特產生的整體相位和條件確定驅動脈沖的相位。

在一種實現方式，該條件可以包括：在量子計算過程中，當量子比特的演化時長越長時，驅動脈沖在演化時長對應的演化時刻的相位越大。

進一步的，該條件可以包括：驅動脈沖的相位隨量子比特在量子計算過程中需要產生的角度差與演化時長的乘積線性增大，角度差為量子比特在量子計算過程中需要產生的立體角與2π的差。其中，立體角根據整體相位確定。